電氣控制與PLC技術的課程建設及原理應用

一、《電氣控制與PLC技術》的核心課程
《電氣控制與PLC技術》課程是機電一體化技術、機械制造及自動化、電氣自動化技術專業(yè)的核心課程。推進課程建設改革，需要教學團隊改變原有的傳統(tǒng)思維模式，擁有創(chuàng)新的勇氣與信心，砥礪奮進，才能取得實實在在的成果�！峨姎饪刂婆cPLC技術》課程在改變傳統(tǒng)教學模式的過程中，拓寬了教學途徑，取得了階段性教學成果，必將有助于帶動其他課程建設的改革與創(chuàng)新。
課程是教育思想、教育目標和教育內(nèi)容的主要載體，集中體現(xiàn)國家意志和社會主義核心價值觀，是學校教育教學活動的基本依據(jù)，直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量。”《國家職業(yè)教育改革實施方案》提出職業(yè)院校應當按照“專業(yè)設置與產(chǎn)業(yè)需求對接、課程內(nèi)容與職業(yè)標準對接、教學過程與生產(chǎn)過程對接”的要求。
PLC課程是高職機電類專業(yè)的核心課程，屬于職業(yè)技能課程，具有較強的綜合性與實踐性，課程的教學通常采用理實一體化的模式。培養(yǎng)學生善于溝通交流、團隊協(xié)作、自我學習、勤于思考等職業(yè)素養(yǎng)；培養(yǎng)學生的文獻檢索、資料歸納總結能力；培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維習慣，促進學生改進工作方式來提高效率、跟蹤技術發(fā)展、主動探究新知識、新技術的應用。
二、典型案例分析思政融合點
PLC課程采用以機電行業(yè)需求指導課程項目的工作任務，由項目式課程的具體任務挑選課程學習場景，由課程學習場景分明課程知識內(nèi)容。通過學習取得技能，然后解析知識點，經(jīng)歷技能的學習歷程來取得合適的知識。課程案例思政融合職業(yè)崗位能力要求，讓學生在職業(yè)實踐活動的基礎上駕馭知識，提高學生就業(yè)能力。
三、團隊合作精神的電動機正反轉控制案例
采用設疑提問的方式導入團結合作思政要點：回顧大學一年級時同學們在哪些體育競賽（比如新生籃球杯）或團體項目（比如新生辯論賽、高教社杯全國大學生數(shù)學建模競賽）取得成績或經(jīng)驗總結是什么？從身邊的故事入手，切入思政融合知識點：團結合作精神。實際的工程案例中電梯的上升和下降采用電動機的正反轉原理來實現(xiàn)的。電梯的上升同時不能下降，即正轉時同時不能反轉，正反轉如何通力協(xié)作來吸引學生的注意。為了保障設備的安全，停止和過載保護輸入信號，一般都使用常閉觸點，任務實施中給出兩臺電動機正反轉的控制電路設計。
1、軟件仿真分析的工作原理
工作原理：當正轉按鈕按下時，輸入繼電器X0處于接通狀態(tài)；當反轉按鈕沒有按下時，輸入繼電器X1的常閉點接通。停止按鈕未按下，輸入繼電器X3常開點接通；電路未發(fā)生過載保護，輸入繼電器X2常開點接通，此時電機沒有反轉，則輸出繼電器線圈Y1的常閉點閉合，輸出繼電器的線圈Y0得電，常開點Y0會閉合自鎖，電機持續(xù)正轉。
軟件仿真：結合按鈕是否按下，軟件模擬運行時監(jiān)控運行狀態(tài)，灰色表示所在位置觸點或線圈斷開，藍色部分表示觸點或線圈閉合，培養(yǎng)學生觀察分析的能力。正轉按鈕按下時通過未按下反轉按鈕、停止按鈕及電路未過載、電機未反轉共同協(xié)作完成電機正轉的。讓學生自主通過軟件仿真分析電機反轉控制電路。
2、小組成員團結合作完成實驗
小組成員分工分別負責接線和采用GXDeveloper軟件編程，負責接線的同學按照電路原理圖I/0口的分配，將輸入輸出端口與PLC連接，然后相互檢查，同時通力合作，針對出現(xiàn)的故障共同分析，增強團隊的協(xié)作能力，合作完成實驗。
四、流水燈控制設計的創(chuàng)新意識
采用微課視頻的方式導入創(chuàng)新意識思政要點：在繁華的商務中心霓虹燈五光十色，不同規(guī)律的閃爍，你用PLC如何設計不一樣的霓虹燈？將課程聯(lián)系實際生活，切入思政融合知識點：生活中需要不斷創(chuàng)新意識，我們的幸福感就會越來越強。課程任務導入4盞流水燈依次每隔一段時間順序點亮，然后循環(huán)，任務實施中流水燈控制設計電路。
1、軟件仿真分析工作原理
工作原理：上電開始或停止按鈕X21按下時，4盞流水燈全部熄滅；啟動按鈕X20按下時，4盞燈距離1秒按照次序點亮，產(chǎn)生閃爍的效果。
軟件仿真：軟元件調(diào)試停止按鈕按下，觀察4盞燈狀態(tài)；啟動按鈕按下，觀察4盞燈狀態(tài)。讓學生自主分析軟件仿真效果與實際設計要求是否符合，并記錄仿真數(shù)據(jù)。
2、流水燈創(chuàng)新意識設計
每個小組成員分工分別負責接線和采用GXDeveloper軟件編程，按照自己的想法完成4盞燈閃爍的創(chuàng)新實驗（必須與原設計要求不同），并能語言描述出設計思路和實驗效果，如果不吻合，查找故障并總結。
五、8S管理實訓過程精益求精的工匠精神
8S標準現(xiàn)場管理貫穿整個實訓過程，清理實驗桌不需要的物品，預留實訓現(xiàn)場整潔寬敞空間，便于接線和操作。
以運料小車自動控制程序設計為例，從裝料到卸料然后返回，精益求精分析確定每一步狀態(tài)及狀態(tài)轉移條件。運料小車流程控制系統(tǒng)圖如圖1所示。
1、工作原理分析
初始步S0檢測到物料時，啟動按鈕X3按下，狀態(tài)轉移到S20步；動作為開始裝料，8S裝料時間到后，裝料閘門關閉；狀態(tài)轉移到S21步，左行到達卸料處X2后，狀態(tài)轉移到S22步卸料，10S卸料時間到后狀態(tài)轉移到S23步，開始向右邊運動，當遇到X1限位開關時，停止回到最初的S0狀態(tài)，運料小車停止，反復重復上述過程。
2、小組成員合作完成實驗
每個小組成員分工：列I/O端口分配、畫PLC控制設計電路圖、狀態(tài)流程控制系統(tǒng)圖繪制、編寫控制程序、下載程序、模擬仿真、連接元件、運行調(diào)試，驗證結果。詳細分析運料小車的每個步驟，動作的分解，力求達到精益求精，在實踐教學過程中培養(yǎng)工匠精神教育。
六、結語
PLC課程思政案例教學在我校機電專業(yè)實施以來，學生連續(xù)獲得省級科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項資金（“攀登計劃”專項資金），學生在省廳級技能競賽中獲多項殊榮。隨著思政案例的不斷完善，并將其充分地融入到課堂教學中去，潤物細無聲，最終實現(xiàn)培養(yǎng)學生正確的人生觀、世界觀和價值觀，使其成為既有過硬的技術又有過硬的思想政治素質(zhì)的專業(yè)人才。